微流體在不同Zeta勢條件下的電勢分布

孫艷軍

摘 要：該文研究了一般流體在平行板微管道中流動時電勢分布問題，不僅得到了在低Zeta勢條件下流體流動的電勢分布，而且通過一種積分變換得到了在高Zeta勢條件下流體流動的電勢分布。

關鍵詞：微流體 平行板 Zeta電勢

中圖分類號：TM214 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）04（b）-0249-01

1 引入

微流體技術是指在微觀尺寸下控制、操作和檢測復雜流體的技術，是在微電子、微機械、生物工程和納米技術基礎上發展起來的一門全新交叉學科[1]。隨著微流體技術的快速發展，微流控設備不僅在生物、化學領域有廣泛的應用，而且在微電子系統和生物傳感器領域，如芯片實驗室[2-3]，都有很重要的應用。

當電解質與微管道管道壁相互接觸時，由于摩擦作用會引起壁面與電解質之間的電荷交換，而這種電荷交換是依賴于微管道的化學成分和電解質在管道壁面的化學反應過程的。由于表面電荷影響流體中陰離子和陽離子的分布從而導致了雙電層的形成[4]。Zeta勢是界面雙電層中的一個概念。流體與壁面接觸時由于電離、離子吸附、離子取代、摩擦接觸等各種原因可以使管道表面帶電，為保持電中性，會吸引流體中帶相反電荷的離子緊貼壁面，并可隨壁面一起運動，這兩層離子間的電勢就稱為Zeta勢。Zeta勢一般在10～100mV的數量級[5]，在實際應用當中，大多數固體和液體界面上的表面靜電勢都高于25mV。由于Zeta勢對微觀流體的流動特性具有很大影響，因此也吸引了很多相關研究人員的注意[6-7]。

該文研究了一般流體在平行板微管道中流動時電勢分布問題，并且得到了在低Zeta勢和高Zeta勢兩種條件下流體流動的電勢分布。

參考文獻

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[2] H.A.Stone，A.D.Stroock，A.Ajdari. Engineering flows in small devices[J]. microfluidics toward a Lab-on-a-chip， Ann.Rev.Fluid Mech，（36）：381-412.

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